片上網(wǎng)絡(luò)中路由器的設(shè)計(jì).pdf

1、隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越關(guān)注采用并行的方法來(lái)提高芯片的整體性能。多核芯片(Chip Multi-Processors，CMPs)應(yīng)運(yùn)而生，其將多個(gè)IP核集成在一個(gè)芯片上，使芯片集成度迅速增加。多核之間的通信問(wèn)題制約了多核芯片的發(fā)展，而片上網(wǎng)絡(luò)(Network on Chip, NoC)技術(shù)被認(rèn)為是解決多核芯片通信問(wèn)題的重要技術(shù)。片上網(wǎng)絡(luò)可以有效解決傳統(tǒng)的總線所帶來(lái)的能耗過(guò)大、帶寬利用不足和數(shù)據(jù)阻塞等問(wèn)題。片上網(wǎng)絡(luò)通過(guò)多個(gè)路由器彼

2、此相連來(lái)實(shí)現(xiàn)，路由器的性能直接影響著片上網(wǎng)絡(luò)的性能，傳統(tǒng)的路由器已經(jīng)無(wú)法滿足片上網(wǎng)絡(luò)日益增長(zhǎng)的性能需求，因此研究高性能的路由器對(duì)提高片上網(wǎng)絡(luò)的性能起到至關(guān)重要的作用。
　　本文首先對(duì)片上網(wǎng)絡(luò)的整體結(jié)構(gòu)、現(xiàn)存的常見(jiàn)問(wèn)題及路由器的通用架構(gòu)進(jìn)行了概述。然后對(duì)路由器的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了研究，包括數(shù)據(jù)傳輸方案的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)接口方案的設(shè)計(jì)、路由方案的設(shè)計(jì)及通道分配方案的設(shè)計(jì)。接著根據(jù)以上方案對(duì)路由器進(jìn)行了硬件實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)了基于AHB協(xié)議的高效網(wǎng)絡(luò)接口

3、;設(shè)計(jì)了基于lookahead路由技術(shù)、虛通道技術(shù)和容錯(cuò)路由算法的路由器輸入模塊;在研究了傳統(tǒng)的分離式分配器的基礎(chǔ)上，提出了矩陣對(duì)角線虛通道分配器和開(kāi)關(guān)分配器。最后對(duì)路由器進(jìn)行了功能仿真和性能分析，通過(guò)軟件仿真和FPGA驗(yàn)證保證了路由器的功能正確;通過(guò)DC綜合表明，本設(shè)計(jì)的時(shí)鐘頻率可以達(dá)到333MHz;通過(guò)Noxim仿真平臺(tái)對(duì)性能進(jìn)行分析，將本課題中的路由器與傳統(tǒng)路由器及組合路由器進(jìn)行性能對(duì)比。所提出的路由器在通道的匹配率方面明顯高于傳